KR20240072873A - A battery having retaining structure for electrode assembly and electronic device comprising the same - Google Patents
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Abstract
전극 조립체 고정 구조를 가지는 배터리가 개시된다. 배터리용 파우치 및 파우치를 포함하는 배터리가 개시된다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리는, 양극, 음극 및 상기 양극 및 상기 음극 사이에 배치되는 분리막을 포함하는 전극 조립체 및 상기 전극 조립체의 바깥 둘레를 감싸고 적어도 하나의 접합부를 가지는 배터리 케이스를 포함하고, 상기분리막은, 적어도 일부가 상기 접합부에 대하여 연장되고, 연장된 상기 분리막의 말단부가 상기 접합부에서 상기 배터리 케이스와 접합됨으로써 상기 전극 조립체를 상기 배터리 케이스에 대하여 고정시킬 수 있다. 그 밖에 다른 실시예가 가능하다.A battery having an electrode assembly fixing structure is disclosed. A pouch for a battery and a battery including the pouch are disclosed. A battery according to various embodiments of the present invention includes an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator disposed between the anode and the cathode, and a battery case surrounding the outer periphery of the electrode assembly and having at least one junction; , At least a portion of the separator extends with respect to the joint, and the extended distal end of the separator is bonded to the battery case at the joint, thereby fixing the electrode assembly to the battery case. Other embodiments are possible.
Description
본 문서에 개시된 일 실시예는 배터리에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 전극 조립체 고정 구조를 가지는 배터리에 관한 것이다. One embodiment disclosed in this document relates to a battery, and more specifically, to a battery having an electrode assembly fixing structure.
최근 휴대용 전자 장치의 발전으로 인해 전기 에너지를 저장하고 출력할 수 있는 배터리인 2차 전지가 널리 사용되고 있다. 리튬 이온 배터리는 가볍고 높은 에너지 밀도를 가지며 충방전 특성이 양호한 2차 전지로서 휴대용 전자 장치뿐만 아니라 전기 자동차 및 에너지 저장 시스템(ESS: Energy Storage System)과 같은 분야에 널리 사용된다. Recently, with the development of portable electronic devices, secondary batteries, which are batteries that can store and output electrical energy, have been widely used. Lithium-ion batteries are secondary batteries that are lightweight, have high energy density, and have good charge/discharge characteristics, and are widely used in fields such as electric vehicles and energy storage systems (ESS) as well as portable electronic devices.
전자 장치의 배터리는 양극, 음극 및 전해질을 포함하는 배터리 셀(battery cell) 및 각각의 배터리 셀의 외부를 감싸 배터리 셀을 보호하는 배터리 케이스를 포함할 수 있다. A battery in an electronic device may include a battery cell including an anode, a cathode, and an electrolyte, and a battery case that protects the battery cell by surrounding the exterior of each battery cell.
배터리 셀은 배터리 케이스 내에서 배치될 수 있다. 배터리 셀이 외부로부터의 진동 또는 충격과 같은 외력에 의해 배터리 케이스 내부에서 이동 및 충돌될 수 있다. 배터리 셀을 고정하기 위해서, 배터리 셀의 표면 또는 배터리 케이스의 내부면에 접착 층이 배치되고, 접착 층에 의해 배터리 셀이 배터리 케이스의 내부면에 접착 고정될 수 있다. 그러나 이러한 고정 구조는 접착 층의 도포에 추가적인 자재 및 공정이 소요되어 원가가 증가하고, 배터리 케이스의 내부 공간을 감소시켜 배터리의 출력 밀도 및 에너지 밀도를 감소시킬 수 있다. Battery cells may be placed within a battery case. Battery cells may move and collide inside the battery case due to external forces such as vibration or shock from the outside. In order to fix the battery cell, an adhesive layer is disposed on the surface of the battery cell or the inner surface of the battery case, and the battery cell can be adhesively fixed to the inner surface of the battery case by the adhesive layer. However, this fixed structure requires additional materials and processes to apply the adhesive layer, which increases costs and reduces the internal space of the battery case, which can reduce the power density and energy density of the battery.
본 문서에 개시된 일 실시예는 배터리 케이스 내에 배치된 배터리 셀 구성의 적어도 일부를 배터리 케이스에 고정하여 배터리 안정성을 높일 수 있다.An embodiment disclosed in this document can increase battery stability by fixing at least a portion of the battery cell configuration disposed within the battery case to the battery case.
본 문서에 개시된 일 실시예는 공정 및 원가가 감축되고 에너지 밀도가 향상된 배터리를 제공할 수 있다. An embodiment disclosed in this document can provide a battery with reduced processes and costs and improved energy density.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따르면, 분리막이 배터리 케이스의 접합부로 연장되어 접합부에서 배터리 케이스와 접합되어 전극 조립체를 배터리 케이스에 대해 고정함으로써, 원가가 절감되고 에너지 밀도가 향상된 배터리가 제공될 수 있다.According to an embodiment disclosed in this document, the separator extends to the junction of the battery case and is joined to the battery case at the junction to fix the electrode assembly to the battery case, thereby reducing the cost and providing a battery with improved energy density. .
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved in this document is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리는, 양극, 음극 및 상기 양극 및 상기 음극 사이에 배치되는 분리막을 포함하는 전극 조립체 및 상기 전극 조립체의 바깥 둘레를 감싸고 적어도 하나의 접합부를 가지는 배터리 케이스를 포함하고, 상기분리막은, 적어도 일부가 상기 접합부에 대하여 연장되고, 연장된 상기 분리막의 말단부가 상기 접합부에서 상기 배터리 케이스와 접합됨으로써 상기 전극 조립체를 상기 배터리 케이스에 대하여 고정시킬 수 있다. A battery according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator disposed between the anode and the cathode, and a battery case surrounding the outer periphery of the electrode assembly and having at least one junction; , At least a portion of the separator extends with respect to the joint, and the extended distal end of the separator is bonded to the battery case at the joint, thereby fixing the electrode assembly to the battery case.
일 실시예에서, 상기 배터리는 복수의 상기 전극 조립체가 두께 방향으로 적층된 전극 스택을 포함하는 스택 형 배터리(stack type battery)일 수 있다. In one embodiment, the battery may be a stack type battery including an electrode stack in which a plurality of the electrode assemblies are stacked in the thickness direction.
일 실시예에서, 상기 전극 스택은, 상기 전극 스택의 복수의 상기 분리막 중 최하층에 위치하는 분리막인 제 1 분리막 및 상기 전극 스택의 복수의 상기 분리막 중 최상층에 위치하는 분리막인 제 2 분리막을 포함하고, 상기 배터리 케이스는 서로 대면하는 위치에 형성된 제 1 접합부 및 제 2 접합부를 포함할 수 있다. In one embodiment, the electrode stack includes a first separator that is located in the lowest layer among the plurality of separators of the electrode stack and a second separator that is located in the uppermost layer among the plurality of separators in the electrode stack. , the battery case may include a first junction and a second junction formed at positions facing each other.
일 실시예에서, 상기 제 1 분리막은 상기 제 1 접합부에 대하여 연장되어 상기 제 1 접합부에서 상기 배터리 케이스와 접합되고, 상기 제 2 분리막은 상기 제 2 접합부에 대하여 연장되어 상기 제 2 접합부에서 상기 배터리 케이스와 접합될 수 있다. In one embodiment, the first separator extends with respect to the first junction and is joined to the battery case at the first junction, and the second separator extends with respect to the second junction to connect the battery to the second junction. Can be joined to the case.
일 실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 분리막은 제 1 접합부 및 제 2 접합부에 대하여 양 방향으로 각각 연장되고, 상기 제 1 및 제 2 접합부에서 각각 제 1 및 상기 배터리 케이스와 접합될 수 있다. In one embodiment, the first and second separators extend in both directions with respect to the first junction and the second junction, respectively, and may be joined to the first and the battery cases at the first and second junctions, respectively.
일 실시예에서, 상기 배터리는 상기 전극 조립체가 권취되어 형성된 전극 롤을 포함하는 와인딩 형 배터리(winding type battery)일 수 있다. In one embodiment, the battery may be a winding type battery including an electrode roll formed by winding the electrode assembly.
일 실시예에서, 상기 분리막은, 제 3 분리막 및 상기 제 3 분리막에 비해 상기 전극 롤의 외측에서 권취되는 제 4 분리막을 포함하고, 상기 제 4 분리막은 상기 접합부에 대하여 연장되어 상기 접합부에서 상기 배터리 케이스와 접합됨으로써, 상기 전극 롤을 상기 배터리 케이스에 대하여 고정시킬 수 있다. In one embodiment, the separator includes a third separator and a fourth separator wound on the outside of the electrode roll relative to the third separator, and the fourth separator extends with respect to the junction to separate the battery from the junction. By being joined to the case, the electrode roll can be fixed to the battery case.
일 실시예에서, 상기 접합부는, 상기 분리막의 상기 말단부가 상기 배터리 케이스와 겹쳐져 상기 배터리 케이스에 접합된 분리막 고정부 및 상기 분리막 고정부의 외부에서 상기 배터리 케이스가 융착됨으로써 상기 전극 조립체를 밀봉하는 실링부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the joint is a separator fixing part in which the distal end of the separator overlaps the battery case and is bonded to the battery case, and a sealing part that seals the electrode assembly by fusing the battery case to the outside of the separator fixing part. May include wealth.
일 실시예에서, 상기 접합부는, 열 압착 다이에 의해 압착되어 상기 배터리 케이스 및 상기 분리막이 융착되어 형성되고, 상기 열 압착 다이는, 상기 분리막 고정부에 상응하는 영역 및 상기 실링부에 상응하는 영역 사이에 단차가 있고, 상기 단차는 상기 분리막 고정부에 위치하는 상기 말단부의 두께에 상응하는 높이를 가질 수 있다. In one embodiment, the joint portion is formed by fusion of the battery case and the separator by compression by a heat compression die, and the heat compression die includes an area corresponding to the separator fixing part and an area corresponding to the sealing part. There is a step between them, and the step may have a height corresponding to the thickness of the distal end located at the separator fixing part.
일 실시예에서, 상기 분리막은 상기 말단부의 표면에 도포된 접착 층을 포함할 수 있다.In one embodiment, the separator may include an adhesive layer applied to the surface of the distal end.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 배터리를 포함하는 전자 장치로서, 상기 배터리는, 양극, 음극 및 상기 양극 및 상기 음극 사이에 배치되는 분리막을 포함하는 전극 조립체 및 An electronic device according to an embodiment of the present invention is an electronic device including a battery, wherein the battery includes an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator disposed between the anode and the cathode, and
상기 전극 조립체의 바깥 둘레를 감싸고 적어도 하나의 접합부를 가지는 배터리 케이스를 포함하고, 분리막은, 적어도 일부가 상기 접합부에 대하여 연장되고, 연장된 상기 분리막의 말단부가 상기 접합부에서 상기 배터리 케이스와 접합됨으로써 상기 전극 조립체를 상기 배터리 케이스에 대하여 고정시킬 수 있다.It includes a battery case surrounding the outer periphery of the electrode assembly and having at least one junction, wherein the separator has at least a portion extending with respect to the junction, and an end portion of the extended separator is joined to the battery case at the junction, thereby forming the separator. The electrode assembly can be fixed to the battery case.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2a 내지 도 2c는 일 실시예에 따른 배터리의 내부 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 배터리(300)의 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 배터리(300)의 단면도이다.
도 4a는 일 실시예에 따른 스택 형 배터리를 나타내는 단면도이다.
도 4b는 일 실시예에 따른 스택 형 배터리를 나타내는 단면도이다.
도 4c는 일 실시예에 따른 와인딩 형 배터리를 나타내는 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 접합부를 나타내는 확대 단면도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 접합부를 나타내는 확대 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합부의 제조 과정을 나타내는 모식도이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합부의 제조 과정을 나타내는 모식도이다.In relation to the description of the drawings, identical or similar reference numerals may be used for identical or similar components.
1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to one embodiment.
2A to 2C are perspective views schematically showing the internal structure of a battery according to one embodiment.
FIG. 3A is a cross-sectional view of a
Figure 3b is a cross-sectional view of the
Figure 4a is a cross-sectional view showing a stacked battery according to one embodiment.
Figure 4b is a cross-sectional view showing a stacked battery according to one embodiment.
Figure 4c is a cross-sectional view showing a winding-type battery according to one embodiment.
Figure 5a is an enlarged cross-sectional view showing a junction part of a battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 5b is an enlarged cross-sectional view showing a junction part of a battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 6a is a schematic diagram showing the manufacturing process of a joint according to an embodiment of the present invention.
Figure 6b is a schematic diagram showing the manufacturing process of a joint according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이들 도면들에 있어서, 예를 들면, 부재들의 크기와 형상은 설명의 편의와 명확성을 위하여 과장될 수 있으며, 실제 구현 시, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 된다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In these drawings, for example, the size and shape of members may be exaggerated for convenience and clarity of explanation, and upon actual implementation, variations in the depicted shapes may be expected. Accordingly, embodiments of the present invention should not be construed as limited to the specific shape of the area shown herein.
도면의 부재들의 참조 부호는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부재를 지칭한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. Reference signs for elements in the drawings refer to the same elements throughout the drawings. Additionally, as used herein, the term “and/or” includes any one and all combinations of one or more of the corresponding listed items.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is as follows. It is not limited to examples. Rather, these embodiments are provided to make the disclosure more faithful and complete, and to fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수로 기재되어 있다 하더라도, 문맥상 단수를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"이란 용어는 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. The terms used herein are used to describe examples and are not intended to limit the scope of the invention. In addition, even if described in the specification as a singular number, plural forms may be included unless the context clearly indicates singularity. Additionally, as used herein, the terms "comprise" and/or "comprising" specify the presence of stated features, numbers, steps, operations, members, elements and/or groups thereof. It does not exclude the presence or addition of other shapes, numbers, movements, members, elements and/or groups.
본 명세서에서, "아래로(below)", "위로(above)", "상부의(upper)", "하부의(lower)", "수평의(horizontal)" 또는 "수직의(vertical)"와 같은 상대적 용어들은, 도면들 상에 도시된 바와 같이, 일 구성 부재, 층 또는 영역들이 다른 구성 부재, 층 또는 영역과 갖는 관계를 기술하기 위하여 사용될 수 있다. 이들 용어들은 도면들에 표시된 방향뿐만 아니라 다른 방향들도 포괄하는 것임을 이해하여야 한다.As used herein, “below,” “above,” “upper,” “lower,” “horizontal,” or “vertical.” Relative terms such as may be used to describe the relationship that one component, layer or region has with another component, layer or region, as shown in the drawings. It should be understood that these terms encompass not only the directions indicated in the drawings, but also other directions.
도 1은, 일 실시예에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.1 is a block diagram of an
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.The
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다. The
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다. The
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다. The
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다. The
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.The
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다. The
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.The
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다. The
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.The
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.The
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.The
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.The
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.The
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.The
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.The
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
The
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.At least some of the components are connected to each other through a communication method between peripheral devices (e.g., bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)) and signal ( (e.g. commands or data) can be exchanged with each other.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다. According to one embodiment, commands or data may be transmitted or received between the
도 2a 내지 도 2c는 일 실시예에 따른 배터리의 내부 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다.2A to 2C are perspective views schematically showing the internal structure of a battery according to one embodiment.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 배터리(200)(예: 스택 형 배터리(200a), 원통형 배터리(200b) 또는 젤리롤 형 배터리(200c))는 양극(260)(positive electrode), 음극(250)(negative electrode) 및 분리막(270)(separator)을 포함할 수 있다. 양극(260)은 배터리(200)의 방전 시에 캐소드(cathode)로 동작하고 배터리(200)에 포함된 전해질로부터 리튬 이온을 흡수하여 리튬 화합물을 형성하며, 충전 시에는 애노드(anode)로 동작하며 리튬 이온을 방출하는 전극일 수 있다. 양극(260)은 예컨대 알루미늄과 같은 금속 박판을 포함하는 양극 집전체 및 양극 활물질을 포함할 수 있다. 양극 활물질은 리튬 화합물, 예를 들어 리튬 코발트 산화물(LixCoO2), 리튬 니켈 산화물(LixNiO2), 리튬 니켈 코발트 산화물(Lix(NiCo)O2), 리튬 니켈 코발트 망간 산화물(Lix(NiCoMn)O2), 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물(Lix(NiCoAl)O2) 스피넬형 리튬망간 산화물(LixMn2O4), 이산화망간(MnO2), 리튬 철 인산염(LixFePO4) 및/또는 리튬 망간 인산염(LixMnPO4)과 같은 올리빈(olivine)형 화합물을 포함할 수 있다. 2A to 2C, the battery 200 (e.g., a stacked
음극(250)은 배터리(200)의 방전 시에 애노드(anode)로 동작하여 배터리(200)에 포함된 전해질에 대하여 리튬 이온을 방출하고, 충전 시에 캐소드(cathode)로 동작하여 환원된 리튬 원자를 보관하는 전극일 수 있다. 음극(250)은 예컨대 구리와 같은 금속 박판을 포함하는 음극 집전체 및 음극 활물질을 포함할 수 있다. 음극 활물질은 예를 들어, 리튬을 인터칼레이션(intercalation)하여 저장하는 인조 및/또는 천연 흑연, 산화규소, 질화규소 및/또는 탄화규소와 같은 다양한 실리콘계 화합물 및/또는 금속상의 리튬을 저장하는 리튬 금속 또는 이의 다양한 합금 내지 금속화합물을 포함할 수 있다. The
분리막(270)은 리튬 이온을 통과시키면서 양극(260)과 음극(250) 전기적 접촉을 방지하는 부재일 수 있다. 일부 실시예에서, 분리막(270)은 리튬 이온의 통과가 가능한 크기의 미세 기공(pore)을 가지는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 고분자 재질을 포함할 수 있다. 음극(250), 양극(260) 및 분리막(270)를 포함하는 배터리(200)의 최소 단위는 전극 조립체(electrode assembly)라고 일컬어질 수 있다.The
일 실시예에서 분리막(270)은 전극 조립체의 외부를 감싸 보호하는 보호층을 포함할 수 있다. 예컨대 전극 조립체는 전극 조립체의 최외각 음극(250)의 외부를 감싸도록 추가된 분리막(270)을 가지거나, 분리막(270)의 일단이 연장되어 전극 조립체의 외부를 감쌀 수 있다. In one embodiment, the
배터리 케이스(280)(예: 배터리 케이스(280a), 배터리 케이스(280b) 또는 배터리 케이스(280c))는 음극(250), 양극(260) 및 분리막(270)가 감겨지거나 접혀지거나 또는 적층되어 수용되는 내부공간을 가진 용기일 수 있다. 예를 들어, 배터리 케이스(280)는 금속(예컨대 알루미늄 또는 스테인레스 스틸), 폴리머 재질 및/또는 이들의 복합체 내지 라미네이트(laminate)를 포함할 수 있다. 배터리 케이스(280)에는 유기 전해액(미도시)이 주입되고 밀봉될 수 있다. 예를 들어, 유기 전해액은 리튬 염과 유기 용매를 포함할 수 있다. 리튬 염은 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiN(SO2C2F5)2, Li(CF3SO2)2N, LiN(SO3C2F5)2, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO2, LiAlCl4, LiCl, LiI 및 LiB(C2O4)2또는 이들의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 유기 용매는 에틸렌카보네이트, 부틸렌 카보네이트 또는 비닐렌 카보네이트와 같은 환형 카보네이트, 디메틸카보네이트, 메틸 에틸 카보네이트 또는 디에틸 카보네이트와 같은 선형 카보네이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 또는 프로필 아세테이트와 같은 아세테이트계 화합물 및 이들의 적어도 하나의 수소 원자를 불소(fluorine, F)로 치환한 불화 유기 화합물을 포함할 수 있다.The battery case 280 (e.g.,
도 2a를 참조하면, 일 실시예에 따른 배터리(200)는 적어도 하나의 전극 조립체가 적층되어 배터리 케이스(280a)의 내부공간에 위치하는 스택 형(stack type) 배터리(200a)일 수 있다. 배터리 케이스(280a)는 예컨대 각형의 캔(can) 또는 연질의 파우치일 수 있다.Referring to FIG. 2A , the
도 2b를 참조하면, 일 실시예에 따른 배터리(200)는 적어도 하나의 전극 조립체가 감겨져 배터리 케이스(280b)의 내부공간에 위치하는 원통형 배터리(200b)일 수 있다. 배터리 케이스(280b)는 예컨대 원통 또는 이와 유사한 기둥 형상의 캔일 수 있다.Referring to FIG. 2B, the
도 2c를 참조하면, 일 실시예에 따른 배터리(200)는 적어도 하나의 전극 조립체가 스타디움형(stadium shape)의 단면으로 감겨져 배터리 케이스(280c)의 내부공간에 위치하는 젤리롤 형(jelly-roll type) 배터리(200c)일 수 있다. 배터리 케이스(280c)는 예컨대 각형의 캔 또는 연질의 파우치일 수 있다. 원통형 배터리(200b) 및 젤리롤 형 배터리(200c)는 전극 조립체가 감겨져(wound) 전지 케이스(280b, 180c)의 내부에 위치되는 특징을 공유하므로, 이들은 통틀어 '와인딩 형'(winding-type) 배터리(200b, 100c)라고 일컬어질 수 있다.Referring to FIG. 2C, the
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 배터리(300)의 단면도이다. FIG. 3A is a cross-sectional view of a
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 배터리(300)의 단면도이다.Figure 3b is a cross-sectional view of the
도 3a 및 도 3b의 단면은 각각 도 2a 및 도 2c의 A-A' 방향 및 B-B' 방향의 절단면에 해당될 수 있다. The cross-sections of FIGS. 3A and 3B may correspond to the A-A' and B-B' cross-sections of FIGS. 2A and 2C, respectively.
도 3a를 참조하면, 배터리(300)(예컨대 도 2a의 배터리(200a))는 상호 적층된 복수의 전극 조립체(301)를 포함하는 전극 스택(stack)(302a) 을 포함할 수 있다. 전극 스택(302a)을 포함하는 배터리(300)는 스택 형 배터리(300a)라고 일컬어질 수 있다. 전극 스택(302a)은 전극 조립체(301)의 구성요소인 양극(320), 분리막(340) 및 음극(330)이 상호 적층되어 형성될 수 있다. Referring to FIG. 3A, the battery 300 (eg, the
도 3b를 포함하면, 배터리(300)(예컨대 도 2c의 배터리(200c))는 전극 조립체(301)가 권취되어 형성된 전극 롤(302b)(roll)을 포함할 수 있다. 전극 롤(302b)을 포함하는 배터리(300)는 와인딩 형 배터리(300b)라고 일컬어질 수 있다. Including FIG. 3B, the battery 300 (eg, the battery 200c of FIG. 2C) may include an
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 배터리(300)는 배터리 케이스(303)를 포함할 수 있다. 배터리 케이스(303)는 전극 조립체(301)가 위치하는 배터리(300)의 내부공간을 정의하는 부재일 수 있다. 일 실시예에서 배터리 케이스(303)는 폴리머 필름과 금속(예컨대 알루미늄) 박판이 합지(lamination)된 재질의 파우치를 포함할 수 있다. 배터리 케이스(303)는 하나의 원단을 절곡하여 접합시켜 파우치의 형상을 갖도록 제조되거나, 또는 복수의 원단(예컨대 제 1 서브 케이스(304) 및 제 2 서브 케이스(305))를 상호 접합시켜 제조된 것일 수 있다. Referring to FIGS. 3A and 3B, the
일 실시예에서 배터리 케이스(303)는 접합부(310)를 포함할 수 있다. 접합부(310)는 배터리 케이스(303)를 실링하기 위하여 배터리 케이스(303)의 양단부를 서로 접합시키거나, 제 1 서브 케이스(304) 및 제 2 서브 케이스(305)의 단부를 서로 접합시키는 부위일 수 있다. 접합부(310)는 하나의 부위에 형성될 수도 있으나, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 서로 마주보는 2개의 부위에 형성될 수도 있다. 서로 마주보는 2개의 부위에 형성된 접합부(310)는 각각 제 1 접합부(310a) 및 제 2 접합부(310b)라고 정의될 수 있다. In one embodiment, the
일 실시예에서, 전극 스택(302a) 또는 전극 롤(302b)에 포함되는 분리막(340) 중 적어도 일부는 접합부(310)에 대하여 연장될 수 있다. 접합부(310)에서, 연장된 분리막(340)의 말단부(341)는 배터리 케이스(303)와 접합될 수 있다. 접합은 예컨대 열융착 또는 접착제 도포와 같은 방법에 의할 수 있다. 분리막(340)의 말단부(341)가 케이스에 접합됨으로써, 전극 조립체(301) 및 이를 포함하는 전극 스택(302a) 또는 전극 롤(302b)이 배터리 케이스(303)에 대하여 고정될 수 있다. 따라서, 외부로부터의 충격이나 외력이 발생할 시에 전극 조립체(301)가 배터리 케이스(303) 내에서 이동되거나 배터리 케이스(303)와 충돌되어 손상될 위험을 방지 내지 감소시킬 수 있다. 또한, 전극 조립체(301)가 배터리 케이스(303) 내부면과 접착되기 위한 별도의 부재(예컨대 접착제 층 또는 양면 접착 테이프)를 필요로 하지 않으므로, 배터리(300)의 내부 공간이 절약되어 에너지 밀도가 향상되고, 배터리(300)의 제조 공정 및 비용이 절감될 수 있다. In one embodiment, at least a portion of the
미도시 되었으나 배터리 케이스(303)는 내부면에 도포된 라이너를 포함할 수 있다. 라이너는 배터리 케이스(303)의 기밀성을 증가시키는 부재로서 예컨대 캐스트 폴리프로필렌(cast polypropylene, CPP)과 같은 열가소성 폴리머 재질을 포함할 수 있다. 예컨대 라이너는 알루미늄 박판과 합지된 CPP 필름을 포함할 수 있다. 접합부(310)에서 라이너는 열융착과 같은 방법에 의해 상호 접합되어 배터리 케이스(303)가 실링될 수 있다. 예컨대 제 1 케이스의 라이너와 제 2 케이스의 라이너가 접합부(310)를 따라 서로 융착되어 배터리 케이스(303)가 실링될 수 있다. Although not shown, the
도 3a를 참조하면, 일 실시예에서, 전극 스택(302a)은 적층되어 있는 복수의 분리막(340)을 포함할 수 있다. 복수의 분리막(340) 중에서, 전극 스택(302a)의 적층 방향(예컨데 z 방향)을 기준으로 최하단의 분리막(340)을 제 1 분리막(340a), 최상단의 제 2 분리막(340b)이라고 정의할 수 있다. 제 1 분리막(340a) 및 제 2 분리막(340b)은, 상술한 바와 같이 서로 대면하는 제 1 접합부(310a) 및 제 2 접합부(310b)를 향하여 양쪽으로 연장될 수 있다. 제 1 접합부(310a) 및 제 2 접합부(310b)에서, 제 1 분리막(340a) 및 제 2 분리막(340b)은 각각 배터리 케이스(303)의 내부면과 접합(예컨대 융착 및/또는 접착)되고, 제 1분리막(340) 및 제 2 분리막(340b) 상호간에도 서로 접합(예컨대 융착 및/또는 접착)될 수 있다. Referring to FIG. 3A , in one embodiment, the
도 3b를 참조하면, 일 실시예에서, 전극 롤(302b)은 전극 롤(302b)의 중심부를 기준으로 하여 상대적으로 내층에 권취되는 제 3 분리막(340c) 및 상대적으로 외층에 권취되는 제 4 분리막(340d)을 포함할 수 있다. 제 4 분리막(340d)은 접합부(310) 중에서 어느 한 방향에 위치한 영역(예컨대 제 1 접합부(310a))으로 연장되어 접합부(310)에서 배터리 케이스(303)의 내부면과 접합될 수 있다. Referring to FIG. 3B, in one embodiment, the
도 4a는 일 실시예에 따른 스택 형 배터리(300a)를 나타내는 단면도이다. Figure 4a is a cross-sectional view showing a stacked
도 4b는 일 실시예에 따른 스택 형 배터리(300a)를 나타내는 단면도이다. Figure 4b is a cross-sectional view showing a stacked
도 4c는 일 실시예에 따른 스택 형 배터리(300a)를 나타내는 단면도이다.Figure 4c is a cross-sectional view showing a stacked
도 4d는 일 실시예에 따른 와인딩 형 배터리(300b)를 나타내는 단면도이다.Figure 4d is a cross-sectional view showing a winding-type battery 300b according to an embodiment.
도 4e는 일 실시예에 따른 와인딩 형 배터리(300b)를 나타내는 단면도이다.Figure 4e is a cross-sectional view showing a winding-type battery 300b according to an embodiment.
도 4a를 참조하면, 스택 형 배터리(300a)의 제 1 분리막(340a)은 제 1 접합부(310a) 및 제 2 접합부(310b)의 방향으로 양쪽으로 연장되어, 제 1 접합부(310a) 및 제 2 접합부(310b)에서 배터리 케이스(303)의 내부면과 접합될 수 있다. 제 2 분리막(340b)은 접합부(310)에 대하여 연장되지 않을 수 있다. Referring to FIG. 4A, the
도 4b를 참조하면, 스택 형 배터리(300a)의 전극 스택(302a)의 제 1 분리막(340a)은 제 1 접합부(310a)에 대하여 연장되어 제 1 접합부(310a)에서 배터리 케이스(303)의 내부면과 접합되고, 제 2 분리막(340b)은 제 2 접합부(310b)에 대하여 연장되어 제 1 접합부(310a)에서 배터리 케이스(303)의 내부면과 접합될 수 있다. Referring to FIG. 4B, the
분리막(340)의 두께 및 강도가 전극 스택(302a)을 고정시키기에 충분할 경우, 각 접합부(310)에 한 층의 분리막(340)이 접합되는 도 4a 및 도 4b의 실시예는, 복수 층의 분리막(340)이 접합되는 실시예(예컨대 도 3a의 실시예)에 비해 접합부(310)의 두께를 감축하고 접합부(310)의 실링 성능을 향상할 수 있다. When the thickness and strength of the
도 4c를 참조하면, 스택 형 배터리(300a)의 제 1 분리막(340a) 및 제 2 분리막(340b)은 제 1 접합부(310a) 및 제 2 접합부(310b)로 각각 양 방향으로 연장되어 접합되고, 제 1 및 제 2 분리막(340a, 340b)을 제외한 전극 스택(302a)의 나머지 분리막(340)들 중 적어도 일부는 각각 제 1 및 제 2 분리막(340a, 340b)을 향하여 연장되어 제 1 및 제 2 분리막(340a, 340b)과 접합될 수 있다. 상술한 구조에 따르면 스택 형 배터리의 전극 스택(302a)의 더 많은 분리막(340)들이 접합부에 대하여 고정될 수 있으므로 전극 스택(302a)은 배터리(300a)의 내부에서 더욱 안정한 구조로 고정될 수 있다. Referring to FIG. 4C, the
도 4d를 참조하면, 와인딩 형 배터리(300b)의 제 3 분리막 및 제 4 분리막은 전극 롤의 외주면을 따라 전극 롤을 감싸면서 연장되어 접합부 중에서 어느 한 방향에 위치한 영역(예컨대 제1 접합부)에서 배터리 케이스의 내부면과 접합될 수 있다. 상술한 구조는 제 3 및 제 4 분리막이 모두 배터리 케이스에 접합되므로 전극 롤의 고정력이 향상되고, 제 3 및 제 4 분리막이 전극 롤을 감싸 보호함으로써 외부 충격에 대하여 전극 롤을 효과적으로 보호할 수 있다. Referring to FIG. 4D, the third separator and the fourth separator of the winding-type battery 300b extend along the outer peripheral surface of the electrode roll, surrounding the electrode roll, and separate the battery from a region located in one direction among the junctions (e.g., the first junction). It can be bonded to the inner surface of the case. In the above-described structure, both the third and fourth separators are bonded to the battery case, so the fixing force of the electrode roll is improved, and the third and fourth separators surround and protect the electrode roll, thereby effectively protecting the electrode roll against external shock. .
도 4e를 참조하면, 와인딩 형 배터리(300b)의 전극 롤(302b)의 제 3 분리막(340c)은 제 1 접합부(310a)에 대하여 연장되고, 제 4 분리막(340d)은 전극 롤(302b)의 외주부를 따라서 제 2 접합부(310b)에 대하여 연장될 수 있다. 제 3 분리막(340c) 및 제 4 분리막(340d)이 제 2 접합부(310b) 및 제 1 접합부(310a)에 접합됨으로써, 제 4 분리막(340d)만 접합부(310)에 접합되는 실시예(예컨대 도 3b의 실시예)에 비해 전극 롤(302b)의 고정 능력이 증가할 수 있다. Referring to FIG. 4E, the
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리(300)의 접합부(310)를 나타내는 확대 단면도이다.Figure 5a is an enlarged cross-sectional view showing the
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리(300)의 접합부(310)를 나타내는 확대 단면도이다.Figure 5b is an enlarged cross-sectional view showing the
도 5a 및 도 5b는 도 3a 내지 도 3b에 일점 쇄선으로 표시된 접합부(310) 영역에 대한 확대도이다. FIGS. 5A and 5B are enlarged views of the area of the
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 분리막(340)은 기재 층(342)을 포함할 수 있다. 기재 층(342)은 이온의 통과를 허용할 수 있도록 다공화(porositization)된 폴리머 재질을 포함할 수 있다. 다공화 방법은 스트레칭과 같은 건식 방법 또는 습식 방법을 포함할 수 있다. 폴리머 재질은 예컨대 폴리프로필렌 및/또는 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀(polyolefin) 재질을 포함할 수 있다. 폴리올레핀 재질의 분리막(340)의 기재 층(342)은 동일한 폴리올레핀 재질을 가지는 분리막(340) 상호간 또는 폴리올레핀과 화학적으로 유사한 폴리프로필렌 재질의 라이너를 가지는 배터리 케이스(303)에 대하여 용이하게 융착될 수 있다. Referring to FIGS. 5A and 5B , the
도 5b를 참조하면, 일 실시예에서, 분리막(340)은 코팅 층(343)을 포함할 수 있다. 코팅 층(343)은 예컨대 덴드라이트의 성장과 같은 배터리(300)의 열화 메커니즘에 의하여 양극(320) 및 음극(330)이 상호 접촉되어 단락을 발생시키는 것을 방지하기 위하여 분리막(340)을 강화하기 위한 층일 수 있다. 코팅 층(343)은 예컨대 알루미나, 지르코니아, 실리카, 이산화티탄과 같은 세라믹 재질을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5B , in one embodiment, the
일 실시예에서, 접합부(310)는 접착 층(344)을 포함할 수 있다. 접착 층(344)은 분리막(340)의 말단부(341)에서 코팅 층(343)의 표면에 위치하거나 및/또는 배터리 케이스(303)의 내부면에 위치할 수 있다. 접착 층(344)은 양면 접착 테이프 부착 또는 접착제 도포와 같은 방법으로 형성될 수 있다. 접착 층(344)은 분리막(340) 상호간 또는 분리막(340)과 배터리 케이스(303)를 접착에 의해 접합시킬 수 있다. 분리막(340)이 코팅 층(343)을 포함할 시에, 코팅된 세라믹 재질은 분리막(340) 상호간 또는 배터리 케이스(303)와의 융착이 용이하지 않을 수 있다. 따라서 접합부(310)가 접착 층(344)을 포함함으로써 분리막(340)과 배터리 케이스(303)의 접착력이 강화될 수 있다. In one embodiment, joint 310 may include
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합부(310)의 제조 과정을 나타내는 모식도이다. Figure 6a is a schematic diagram showing the manufacturing process of the joint 310 according to an embodiment of the present invention.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합부(310)의 제조 과정을 나타내는 모식도이다.Figure 6b is a schematic diagram showing the manufacturing process of the joint 310 according to an embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 접합부(310)는 분리막 고정부(311) 및 실링부(312)를 포함할 수 있다. 분리막 고정부(311)는 접합부(310) 내에서 분리막(340)이 배터리 케이스(303)의 내부면 상에 접합되는 부위일 수 있다. 실링부(312)는 배터리 케이스(303)가 상호 접합되어 배터리 케이스(303)의 내부 공간을 밀폐시키는 부위일 수 있다. 실링부(312)는 배터리(300)의 내부 공간을 기준으로 분리막 고정부(311)보다 외측에 위치할 수 있다. Referring to FIGS. 6A and 6B , the
도 6a를 참조하면, 접합부(310)는 분리막 고정부(311)가 접합되는 단계 및 실링부(312)가 접합되는 단계에 의해 형성될 수 있다. 접합에는 분리막(340) 및 배터리 케이스(303)에 대하여 열과 압력을 가하는 열 압착 다이(die)(600)와 같은 수단이 사용될 수 있다. 접합은 예컨대 폴리올레핀 내지 캐스트 폴리프로필렌의 융착 및/또는 접착제의 열 활성화(heat activation)에 의해 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 6A, the
도 6b를 참조하면, 접합부(310)는 분리막 고정부(311) 및 실링부(312)가 동시에 접합되어 형성될 수 있다. 분리막 고정부(311) 및 실링부(312)를 동시에 접합하기 위하여, 열 융착 다이(600)는 분리막 고정부(311)와 상응하는 제 1 부위(601) 및 실링부(312)에 상응하는 제 2 부위(602)를 포함하고, 제 1 부위(601) 및 제 2 부위(602) 사이에는 단차(603)가 존재할 수 있다. 단차(603)의 높이는 분리막 고정부(311)와 실링부(312)의 두께 차이를 고려하여 설정될 수 있다. 예컨대 단차(603)의 높이는 분리막 고정부(311)와 실링부(312)의 두께 차이의 절반일 수 있다. 분리막 고정부(311) 및 실링부(312)가 동시에 접합됨으로써 배터리(300)의 제조 공정이 단축될 수 있다. 또한, 평면형 다이에 의하여 열압착될 시에는 분리막 고정부(311)와의 간섭에 의해 실링부(312)가 충분히 압착되지 못하여 실링이 불량해질 수 있으나, 다이(600)가 단차를 가짐으로써 분리막 고정부(311) 및 실링부(312)의 두께 차이에도 불구하고 실링부(312)가 충분히 압착되어 실링 품질이 향상될 수 있다. Referring to FIG. 6B, the
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 문서에 개시된 실시예들은 본 문서에 개시된 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 문서에 개시된 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 문서에 개시된 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. In addition, the embodiments disclosed in this document and the drawings are merely presented as specific examples to easily explain the technical content according to the embodiments disclosed in this document and to aid understanding of the embodiments disclosed in this document. It is not intended to limit the scope of the examples. Therefore, the scope of the various embodiments disclosed in this document includes all changes or modified forms derived based on the technical idea of the various embodiments disclosed in this document in addition to the embodiments disclosed herein. must be interpreted.
300: 배터리
300a: 스택 형 배터리
300b: 와인딩 형 배터리
301: 전극 조립체
303: 배터리 케이스
310: 접합부
311: 분리막 고정부
312: 실링부
320: 양극
330: 음극
340: 분리막
600: 다이300: Battery
300a: stacked battery
300b: winding type battery
301: Electrode assembly
303: Battery case
310: joint
311: Separator fixing part
312: Sealing part
320: anode
330: cathode
340: Separator
600: die
Claims (20)
상기 전극 조립체의 바깥 둘레를 감싸고 적어도 하나의 접합부를 가지는 배터리 케이스를 포함하고,
상기 분리막은, 적어도 일부가 상기 접합부에 대하여 연장되고, 연장된 상기 분리막의 말단부가 상기 접합부에서 상기 배터리 케이스와 접합됨으로써 상기 전극 조립체를 상기 배터리 케이스에 대하여 고정시키는 배터리. An electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator disposed between the anode and the cathode; and
It includes a battery case surrounding an outer periphery of the electrode assembly and having at least one junction,
At least a portion of the separator extends with respect to the joint, and a distal end of the extended separator is bonded to the battery case at the joint, thereby fixing the electrode assembly to the battery case.
상기 배터리는 복수의 상기 전극 조립체가 두께 방향으로 적층된 전극 스택을 포함하는 스택 형 배터리(stack type battery)인 배터리. According to claim 1,
The battery is a stack type battery including an electrode stack in which a plurality of the electrode assemblies are stacked in the thickness direction.
상기 전극 스택은,
상기 전극 스택의 복수의 상기 분리막 중 최하층에 위치하는 분리막인 제 1 분리막; 및
상기 전극 스택의 복수의 상기 분리막 중 최상층에 위치하는 분리막인 제 2 분리막을 포함하고,
상기 배터리 케이스는 서로 대면하는 위치에 형성된 제 1 접합부 및 제 2 접합부를 포함하는 배터리. According to claim 2,
The electrode stack is,
a first separator located in the lowest layer among the plurality of separators of the electrode stack; and
It includes a second separator, which is a separator located on the uppermost layer among the plurality of separators of the electrode stack,
The battery case includes a first junction and a second junction formed at positions facing each other.
상기 제 1 분리막은 상기 제 1 접합부에 대하여 연장되어 상기 제 1 접합부에서 상기 배터리 케이스와 접합되고,
상기 제 2 분리막은 상기 제 2 접합부에 대하여 연장되어 상기 제 2 접합부에서 상기 배터리 케이스와 접합되는 배터리. According to claim 3,
The first separator extends with respect to the first junction and is joined to the battery case at the first junction,
The second separator extends with respect to the second junction and is connected to the battery case at the second junction.
상기 제 1 및 제 2 분리막은 제 1 접합부 및 제 2 접합부에 대하여 양 방향으로 각각 연장되고, 상기 제 1 및 제 2 접합부에서 각각 제 1 및 상기 배터리 케이스와 접합되는 배터리. According to claim 3,
The first and second separators extend in both directions with respect to the first junction and the second junction, respectively, and are joined to the first and the battery cases at the first and second junctions, respectively.
상기 배터리는 상기 전극 조립체가 권취되어 형성된 전극 롤을 포함하는 와인딩 형 배터리(winding type battery)인 배터리. According to claim 1,
The battery is a winding type battery including an electrode roll formed by winding the electrode assembly.
상기 분리막은,
제 3 분리막; 및
상기 제 3 분리막에 비해 상기 전극 롤의 외측에서 권취되는 제 4 분리막을 포함하고,
상기 제 4 분리막은 상기 접합부에 대하여 연장되어 상기 접합부에서 상기 배터리 케이스와 접합됨으로써, 상기 전극 롤을 상기 배터리 케이스에 대하여 고정시키는 배터리. According to claim 6,
The separator is,
third separator; and
Comprising a fourth separator wound on the outside of the electrode roll compared to the third separator,
The fourth separator extends to the joint and is joined to the battery case at the joint, thereby fixing the electrode roll to the battery case.
상기 접합부는,
상기 분리막의 상기 말단부가 상기 배터리 케이스와 겹쳐져 상기 배터리 케이스에 접합된 분리막 고정부; 및
상기 분리막 고정부의 외부에서 상기 배터리 케이스가 융착됨으로써 상기 전극 조립체를 밀봉하는 실링부를 포함하는 배터리.According to claim 1,
The joint is,
a separator fixing portion in which the distal end of the separator overlaps the battery case and is bonded to the battery case; and
A battery including a sealing portion that seals the electrode assembly by fusing the battery case to the outside of the separator fixing portion.
상기 접합부는,
열 압착 다이에 의해 압착되어 상기 배터리 케이스 및 상기 분리막이 융착되어 형성되고,
상기 열 압착 다이는,
상기 분리막 고정부에 상응하는 영역 및 상기 실링부에 상응하는 영역 사이에 단차가 있고, 상기 단차는 상기 분리막 고정부에 위치하는 상기 말단부의 두께에 상응하는 높이를 가지는 배터리. According to claim 8,
The joint is,
The battery case and the separator are formed by fusion by compression by a thermocompression die,
The heat compression die is,
A battery in which there is a step between an area corresponding to the separator fixing part and an area corresponding to the sealing part, and the step has a height corresponding to the thickness of the distal end located in the separator fixing part.
상기 분리막은 상기 말단부의 표면에 도포된 접착 층을 포함하는 배터리.According to claim 1,
The separator is a battery comprising an adhesive layer applied to the surface of the distal end.
양극, 음극 및 상기 양극 및 상기 음극 사이에 배치되는 분리막을 포함하는 전극 조립체; 및
상기 전극 조립체의 바깥 둘레를 감싸고 적어도 하나의 접합부를 가지는 배터리 케이스를 포함하고,
분리막은, 적어도 일부가 상기 접합부에 대하여 연장되고, 연장된 상기 분리막의 말단부가 상기 접합부에서 상기 배터리 케이스와 접합됨으로써 상기 전극 조립체를 상기 배터리 케이스에 대하여 고정시키는 전자 장치. In an electronic device including a battery, the battery:
An electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator disposed between the anode and the cathode; and
It includes a battery case surrounding an outer periphery of the electrode assembly and having at least one junction,
At least a portion of the separator extends with respect to the joint, and an end portion of the extended separator is bonded to the battery case at the joint, thereby fixing the electrode assembly to the battery case.
상기 배터리는 복수의 상기 전극 조립체가 두께 방향으로 적층된 전극 스택을 포함하는 스택 형 배터리(stack type battery)인 전자 장치. According to claim 11,
The battery is an electronic device that is a stack type battery including an electrode stack in which a plurality of the electrode assemblies are stacked in the thickness direction.
상기 전극 스택은
상기 전극 스택의 복수의 상기 분리막 중 최하층에 위치하는 분리막인 제 1 분리막; 및
상기 전극 스택의 복수의 상기 분리막 중 최상층에 위치하는 분리막인 제 2 분리막을 포함하고,
상기 배터리 케이스는 서로 대면하는 위치에 형성된 제 1 접합부 및 제 2 접합부를 포함하는 전자 장치. According to claim 12,
The electrode stack is
a first separator located in the lowest layer among the plurality of separators of the electrode stack; and
It includes a second separator, which is a separator located on the uppermost layer among the plurality of separators of the electrode stack,
The battery case is an electronic device including a first junction and a second junction formed at positions facing each other.
상기 제 1 분리막은 상기 제 1 접합부에 대하여 연장되어 상기 제 1 접합부에서 상기 배터리 케이스와 접합되고,
상기 제 2 분리막은 상기 제 2 접합부에 대하여 연장되어 상기 제 2 접합부에서 상기 배터리 케이스와 접합되는 전자 장치. According to claim 13,
The first separator extends with respect to the first junction and is joined to the battery case at the first junction,
The second separator extends with respect to the second junction and is connected to the battery case at the second junction.
상기 제 1 및 제 2 분리막은 제 1 접합부 및 제 2 접합부에 대하여 양 방향으로 각각 연장되고, 상기 제 1 및 제 2 접합부에서 각각 제 1 및 상기 배터리 케이스와 접합되는 전자 장치. According to claim 13,
The first and second separators extend in both directions with respect to the first junction and the second junction, respectively, and are joined to the first and the battery cases at the first and second junctions, respectively.
상기 배터리는 상기 전극 조립체가 권취되어 형성된 전극 롤을 포함하는 와인딩 형 배터리(winding type battery)인 전자 장치. According to claim 11,
The battery is an electronic device that is a winding type battery including an electrode roll formed by winding the electrode assembly.
상기 분리막은,
제 3 분리막; 및
상기 제 3 분리막에 비해 상기 전극 롤의 외측에서 권취되는 제 4 분리막을 포함하고,
상기 제 4 분리막은 상기 접합부에 대하여 연장되어 상기 접합부에서 상기 배터리 케이스와 접합됨으로써, 상기 전극 롤을 상기 배터리 케이스에 대하여 고정시키는 전자 장치. According to claim 16,
The separator is,
third separator; and
Comprising a fourth separator wound on the outside of the electrode roll compared to the third separator,
The fourth separator extends to the joint and is joined to the battery case at the joint, thereby fixing the electrode roll to the battery case.
상기 접합부는,
상기 분리막의 상기 말단부가 상기 배터리 케이스와 겹쳐져 상기 배터리 케이스에 접합된 분리막 고정부; 및
상기 분리막 고정부의 외부에서 상기 배터리 케이스가 융착됨으로써 상기 전극 조립체를 밀봉하는 실링부를 포함하는 전자 장치.According to claim 11,
The joint is,
a separator fixing portion in which the distal end of the separator overlaps the battery case and is bonded to the battery case; and
An electronic device comprising a sealing portion that seals the electrode assembly by fusing the battery case to the outside of the separator fixing portion.
상기 접합부는,
열 압착 다이에 의해 압착되어 상기 배터리 케이스 및 상기 분리막이 융착되어 형성되고,
상기 열 압착 다이는,
상기 분리막 고정부에 상응하는 영역 및 상기 실링부에 상응하는 영역 사이에 단차가 있고, 상기 단차는 상기 분리막 고정부에 위치하는 상기 말단부의 두께에 상응하는 높이를 가지는 전자 장치. According to claim 18,
The joint is,
The battery case and the separator are formed by fusion by compression by a thermocompression die,
The heat compression die is,
An electronic device in which there is a step between an area corresponding to the separator fixing part and an area corresponding to the sealing part, and the step has a height corresponding to the thickness of the distal end located in the separator fixing part.
상기 분리막은 상기 말단부의 표면에 도포된 접착 층을 포함하는 전자 장치.
According to claim 11,
The separator is an electronic device comprising an adhesive layer applied to the surface of the distal end.
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